高桩码头大管桩沉桩施工技术分析

高桩码头大管桩沉桩施工技术分析

姜学洲

烟台市交通运输服务中心山东烟台264000

摘要：随着我国社会经济的迅猛发展，施工设备和技术逐渐强大，北方港口也开始引进高桩码头。本文简单介绍了高桩码头大管桩沉桩施工技术，并且总结了部分具体实施效果和实施中遇见的问题，提出了一些针对高桩码头大管桩沉桩施工技术的具体施工措施，目的在于帮助大管桩沉桩施工工作的有效实施，希望对大管桩施工工作有参考价值。

关键词：大管桩；沉桩施工；桩头破损

引言

本文以烟台某港区高桩码头为案例，简要探讨了大管桩沉桩施工技术，通过本案例阐述了大管桩沉桩施工的工艺流程，并提出了一些有针对性的施工技术措施，以期能为大管桩施工工作的顺利进行提供参考和借鉴。

1工程概况

本项目属于老码头改造项目，原码头为重力式沉箱结构，在原码头外侧建设一个航母级客滚船接岸结构，接岸结构采用高桩梁板式结构。

（1）工程地质分析。该施工地点的地质层复杂，由上至下依次为淤泥层、淤泥质粉土、淤泥质粉质粘土、粉作者不提供书稿，我们写西安出版社36000.中国致公40000.中国原子能43000

土、粉质粘土，本项目桩基持力层为粉质粘土，其中粉土层较厚，地质层复杂会给沉桩造成难度，沉桩时容易出现桩头破损的问题。（2）码头设计。接岸平台长60m、宽25m，采用高桩梁板式结构，横向布置三排桩，排架间距6m，桩基采用1.2m直径大管桩，桩长38m，桩尖采用直径900mm，长12米的钢桩靴。（3）具体施工流程：大管桩沉桩施工采用专用打桩船实施，具体流程如下：打桩船取桩吊起，移动打桩船，打桩船到达目标位置后调平船，打桩船对龙口垂直度调整，龙口定位后让高桩自沉，监测高桩位置是否偏移，通过打桩船调整，对高桩进行锤击，沉桩的标准如下：沉桩主要根据标高控制为主，贯入度作为校核。当沉桩贯入度比较小而达不到设计桩端标高时，以贯入度控制，按最后一阵30击平均贯入度或者最后100mm平均贯入度＜10mm/击时可以停止锤击。当沉桩达到设计桩顶标高而贯入度＞20mm/击时，应继续锤击沉桩，直到最后一阵10击平均贯入度达到≤15mm时停锤。桩顶标高最多不低于设计桩顶标高1m。

2高桩码头大管桩沉桩施工技术

2.1GPS定位技术

采用GPS的沉桩定位系统主要选用了由中交三航局研发实施的“GPS打桩定位系统”。该系统包含了多种较先进的传感和定位装置，可以准确定位桩身位置及测定桩顶标高。于船体的合适方位布设2~3个GPS天线，通过RTK的工作方式，GPS系统可实时测量GPS天线的地理坐标，并测量船体横摇和纵倾角，以及桩架倾角、桩体、替打等位置。结合测量坐标位置换算为接收天线、替打及桩架的数学模型，借助相关软件进行系统分析，得到桩体的各项参数值，包括坐标、贯入度、桩顶标高、方位角等。

2.2沉桩施工精细化施工措施

（1）大管桩加强处理。为确保桩基质量，本工程所用大管桩全部进行了加强处理：管桩顶部2m掺入钢纤维，其余管节全部掺入聚丙烯纤维，有效提高了大管桩的抗击打能力。（2）加强船机抛锚控制。由于施工区域靠近航道区域，且水流湍急，为此，结合船机自身特点及水域施工条件对船机布锚进行了相应的调整，最大限度地确保左前锚距离，保证船机各锚缆对船机的控制力。且沉桩施工期间组织专人对船机平衡性进行核查，以确保沉桩质量及施工安全。（3）统一指令，加强沉桩各环节控制。为加强沉桩过程控制的统一性，我部对沉桩各环节控制责任进行了同意部署，即沉桩过程从吊桩、入笼口、下桩、解扣、压锤、锤击等各步骤均有测量施工员同意发布指令。同时加强锤击前的下桩、稳桩控制，如解扣后桩位发生较大偏移必须重新绑扣，起吊进行二次下桩。

2.3沉桩过程

1）移船吊桩及就位吊点位置应遵循设计要求的规定。一般起吊时采用四点吊（吊点系数：0.10L、0.23L、0.34L、0.23L、0.10L），吊点位置与设计吊点的位置偏差不超过200mm，钢丝绳与桩之间的夹角应大于等于45°。在此过程中，要严密注意上索提升与下索下降的同步一致性。此外，要在钢丝绳与管桩之间垫橡胶垫，保证桩身防腐涂层不被破坏。2）定位定位时，将上背板升至适当位置，下背板降到水面，使桩稳定后移船至桩位大概位置，测量员通过事先计算好的各种沉桩参数，采用仪器观测桩位及扭角，报出偏差，将打桩船移船调整至符合要求。另外，对于观测桩的垂直度误差，打桩船可通过调整平衡车、平衡水舱和变幅来解决。3）下桩当扭角、垂直度和桩位均符合要求时，桩工班长指挥降主钩下桩。下桩时，测量班和桩工班跟踪观测，随时掌握桩位和垂直度变化，并根据实际情况随时调整，确保桩位和垂直度满足要求。4）套替打、压锤桩身靠自重下沉稳定后，复测桩位，确认符合要求后解主吊钩吊索，桩工班长指挥放下替打，接近桩顶时暂停，观察桩顶与替打是否对正。此时，如果发现有偏差，应移船或变幅桩架，使之对正，然后套下替打。压锤时，桩工班长要密切注意桩位的变化，测量员复测桩位，调整好桩位继续压锤。5）锤击压锤后，待桩稳定，调整龙口与桩身平行，使桩身、替打、桩锤三者中心线在同一轴线上。测量员复测桩位无误，经现场技术主管认可后，桩工班长指挥锤击。在锤击过程中，应注意滑桩、桩头破碎、涌浪等情况，记录员要做好各种原始记录。6）停锤起锤当贯入度（试桩确定）或标高达到设计要求和规范规定时，经现场技术主管确认后方可停锤。停锤起锤移船后完成沉桩一个循环。7）验收验收程序是：检验测量→单桩验收→分段验收→分项工程验收。

2.4防止桩头破损的措施

（1）加强桩垫监测。施工人员加大了对桩垫锤击的监测，出现桩垫或锤垫变形情况的时候及时停止捶打，并对其进行更换，及时更换桩垫和锤垫，有效减少了桩头破损的情况。根据情况选择替打，也能有效减少对桩头的损坏。（2）加强地质勘测。对施工地点的地质进行了详细勘察，根据勘察结果得到了更加详细的地质参数，对各土层的密度进行了详细的分析，每种土层上下层的密度加以区分，针对施工地点地质分布做出合理的应对。详细的地质分布和土层分类让整个工程规划和施工工作得以顺利进行。（3）加强桩尖结构。在沉桩之前，对沉桩区域的土层表面进行了大致清理，避免有坚硬的障碍物，并在原有的桩尖结构上加以改进，原有的桩尖为垂直的柱形结构，这样不利于高桩的下沉；在现有桩尖处可以考虑浇筑出一圈带有倾斜角度的破土环，并且在破土环上焊接一层铁板包裹破土环，这样的结构设计对桩体下沉有益，能达到减少沉桩锤击次数的目的，加入破土环，使高桩桩尖形成锥形结构，锥形结构能更好的延长锤击作用时间，降低锤击应力，间接地保护了桩头。

结语

综上所述在大管桩沉桩施工时，要提前对施工地点的地质进行详细的勘察，对地质复杂程度、土层密度加以分析，应适当增加地质数据采集点，具体的掌握施工区域的地质分布情况，能为项目计划和施工提供更准确的参考依据，根据不同的土层密度做出相应的沉桩措施。根据试沉桩施工得到的数值，对锤击次数做出适当调整，及时对桩垫和锤垫变形程度监测，注意桩垫、锤垫的更换，有效避免桩头破损的出现，提高了沉桩施工效率；根据施工地点地质的复杂程度，适当的改进桩垫的弹性，和对桩尖结构加以调整，有助于更有效的进行沉桩工作，减少桩头破损。

参考文献：

[1]沈伟斌.高桩码头沉桩施工技术控制措施[J].珠江水运，2017（07）：73-74.

[2]尹晓奂.浅析高桩梁板码头精细化施工[J].智能城市，2018，4（05）：137-138.